Algorithmes évolutionnaires et méthodes approchées multicritères pour la génération des processus de fabrication dans un environnement reconfigurable PDF Download
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Book Description
Le contexte incertain des marchés actuels a contribué au développement des systèmes manufacturiers, donnant lieu à des systèmes ayant des principes et des fonctionnalités multiples, qui essayent de répondre aux exigences changeantes. Les systèmes manufacturiers reconfigurables (RMS) constituent une classe des systèmes où les machines, les composants des machines ainsi que le système de manutention peuvent être ajoutés, modifiés, supprimés ou échangés selon les besoins de la production. Un RMS combine le haut débit des systèmes manufacturiers dédiés avec la flexibilité des systèmes flexibles. Le principal composant d'un RMS est la machine reconfigurable (RMT) qui possède une structure qui permet sa reconfiguration. Nous consacrons ce travail au problème de génération des plannings de fabrication dans un RMS, en exploitant au mieux les hauts degrés de reconfigurabilité des RMTs pour proposer des plannings efficaces. Trois problèmes liés à la fonction de génération des plannings de fabrication sont considérés : (1) la génération des process plans dans un cas unitaire où nous avons adaptés des techniques d'optimisation multicritère (NSGA-II et AMOSA), (2) la génération des process plans dans le cas multiunité où une optimisation basée sur la simulation a été adaptée, et (3) l'intégration des fonctions de génération des process plans avec l'ordonnancement où nous avons développé une nouvelle heuristique permettant d'effectuer cette intégration Toutes les approches proposées ont été validées par des expériences numériques, démontrant leur applicabilité et efficacité
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Le contexte incertain des marchés actuels a contribué au développement des systèmes manufacturiers, donnant lieu à des systèmes ayant des principes et des fonctionnalités multiples, qui essayent de répondre aux exigences changeantes. Les systèmes manufacturiers reconfigurables (RMS) constituent une classe des systèmes où les machines, les composants des machines ainsi que le système de manutention peuvent être ajoutés, modifiés, supprimés ou échangés selon les besoins de la production. Un RMS combine le haut débit des systèmes manufacturiers dédiés avec la flexibilité des systèmes flexibles. Le principal composant d'un RMS est la machine reconfigurable (RMT) qui possède une structure qui permet sa reconfiguration. Nous consacrons ce travail au problème de génération des plannings de fabrication dans un RMS, en exploitant au mieux les hauts degrés de reconfigurabilité des RMTs pour proposer des plannings efficaces. Trois problèmes liés à la fonction de génération des plannings de fabrication sont considérés : (1) la génération des process plans dans un cas unitaire où nous avons adaptés des techniques d'optimisation multicritère (NSGA-II et AMOSA), (2) la génération des process plans dans le cas multiunité où une optimisation basée sur la simulation a été adaptée, et (3) l'intégration des fonctions de génération des process plans avec l'ordonnancement où nous avons développé une nouvelle heuristique permettant d'effectuer cette intégration Toutes les approches proposées ont été validées par des expériences numériques, démontrant leur applicabilité et efficacité
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Les approches conventionnelles pour la génération de processus de fabrication sont inefficaces pour gérer la complexité induite par la variété des produits et la dynamique de fabrication. La génération des processus de fabrication reconfigurables (RPP) est une nouvelle méthode de CAPP qui vise à générer des processus de fabrication pour une famille de produits / pièces. Cette thèse vise à apporter une contribution majeure aux modèles de représentation et aux méthodes de génération permettant la génération des processus de fabrication reconfigurables à deux niveaux de granularité : famille de produits et famille de pièces. Les approches proposées pour le RPP sont compatibles avec une extension du concept de famille de produits / pièces qui est défini en utilisant le concept de domaine. Un modèle pour une variété fonctionnelle de produit / pièce basé sur des entités est développé afin de représenter les informations nécessaires à la gestion des processus reconfigurables en utilisant des techniques modulaires. Des modèles mathématiques et des modèles de représentation sont proposés pour décrire le processus de fabrication reconfigurable à deux niveaux de granularité. Sur la base des modèles de représentation, les méthodes de génération et les algorithmes sont ensuite détaillés dans ce cadre. En outre, un cadre global est proposé pour décrire comment les modèles et les méthodes proposés collaborent pour gérer la variété de produit / pièce et la dynamique de fabrication. Pour illustrer la faisabilité des modèles et méthodes proposés, deux familles de pompes (l'une à engrenage et l'autre à huile) sont utilisées à titre d'exemples illustratifs tout au long de ce mémoire de thèse.
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L'environnement manufacturier moderne est face à un bouleversement de paradigmes nécessitant plus de changeabilité au niveau physique et logique. Un système manufacturier Changeable est défini comme un système de production ayant les capacités de faciliter les changements adéquats, permettant d'ajuster ses structures et ses processus en réponse aux différents besoins. Dans ce contexte, les systèmes manufacturiers doivent se doter d'un très haut niveau de reconfigurabilité, qui est considérée comme l'un des facteurs majeurs du concept de changeabilité. En effet, dans la vision de l'Usine du Futur, la reconfigurabilité est essentielle pour s'adapter efficacement à la complexité croissante des environnements manufacturiers. Elle assure une adaptation rapide, efficace et facile de ces systèmes tout en étant réactif, robuste et économiquement compétitif. L'objectif est de répondre aux nouvelles contraintes internes et externes telles que la globalisation, la variété des produits, la personnalisation de masse ou le raccourcissement des délais. À travers cette thèse, nous étudions la problématique de conception des systèmes manufacturiers reconfigurables (Reconfigurable Manufacturing System - RMS). L'objectif consiste à concevoir des systèmes réactifs en se basant sur leurs capacités en matière de reconfigurabilité. Nous avons étudié ce problème sur trois niveaux : (i) le niveau des composantes, relatif aux modules des machines reconfigurables, (ii) le niveau des machines et leurs interactions, ainsi que l'impact de ces interactions sur le système et (iii) le niveau de l'atelier, composé de l'ensemble des machines reconfigurables. Nous avons développé pour chaque niveau, des indicateurs de performance afin d'assurer les meilleures performances du système conçu, tels que l'indicateur de modularité, l'indicateur de flexibilité, l'indicateur de robustesse et l'effort d'évolution d'un système reconfigurable. Pour l'ensemble des problèmes étudiés, nous avons développé des modèles d'optimisation multicritère, résolus à travers des heuristiques ou des métaheuristiques multicritères (comme le recuit simulé multicritère (AMOSA) et les algorithmes génétiques multicritère (NSGA-II)). De nombreuses expériences numériques et analyses ont été réalisées afin de démontrer l'applicabilité de nos approches.
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UN ALGORITHME EVOLUTIONNAIRE (AE) EST UN PROCESSUS STOCHASTIQUE QUI S'INSPIRE DES MECANISMES DE L'EVOLUTION NATURELLE. IL GERE NON PAS UNE SOLUTION CANDIDATE UNIQUE, MAIS UNE POPULATION DE SOLUTIONS POTENTIELLES, QU'IL FAIT EVOLUER. LES AES, DE PAR LEUR ROBUSTESSE, SONT TOUT INDIQUES POUR TRAITER LES PROBLEMES D'OPTIMISATION DIFFICILES POUR LES METHODES DETERMINISTES. C'EST DANS LE CADRE DE L'APPLICATION D'UN AE A DES PROBLEMES ISSUS DE L'ELECTROMAGNETISME ET DE LA MECANIQUE DES FLUIDES QUE S'INSCRIT CE TRAVAIL. LA PREMIERE PARTIE CONCERNE L'ACCELERATION DE LA CONVERGENCE, QUI VISE A FAIRE CONVERGER UN TEL ALGORITHME EN UN NOMBRE RAISONNABLE D'ITERATIONS. C'EST UNE CONDITION SINE QUA NON POUR POUVOIR ETRE ACCEPTABLE D'UN POINT DE VUE INDUSTRIEL. DANS CETTE OPTIQUE, NOUS AVONS MIS AU POINT PLUSIEURS TECHNIQUES, DONT LA PLUS EFFICACE REPOSE SUR L'UTILISATION D'UN TAUX DE MUTATION DYNAMIQUE, QUI EST FONCTION DE LA DISTANCE INTER-SOLUTIONS. LE SECOND VOLET DE CE TRAVAIL CONSISTE A INTEGRER A UN AE DES CONCEPTS DE LA THEORIE DES JEUX, POUR POUVOIR TRAITER DE MANIERE EFFICACE LES OPTIMISATIONS MULTI-OBJECTIFS. EN EFFET, LA THEORIE DES JEUX OFFRE UN CADRE FORMEL POUR LE TRAITEMENT D'OPTIMISATIONS MULTI-CRITERES. OUTRE LES EQUILIBRES DE PARETO, NOUS PROPOSONS DEUX NOUVELLES APPROCHES FONDEES SUR LES EQUILIBRES DE NASH ET DE STACKELBERG. LES EQUILIBRES DE NASH CONCERNENT DES JEUX NON-COOPERATIFS, ALORS QUE LES EQUILIBRES DE STACKELBERG PROPOSE UNE HIERARCHISATION DES CRITERES. ENFIN, LA DERNIERE PARTIE PRESENTE UN PARADIGME DERIVE DES AE CLASSIQUES, CELUI DES ALGORITHMES GENETIQUES PARALLELES. CE PARADIGME OFFRE UN CERTAIN NOMBRE DE CARACTERISTIQUES INSPIREES DE LA DYNAMIQUE DES POPULATIONS. LES METHODES PRESENTEES SONT TOUTES D'ABORD EVALUEES A TRAVERS DES FONCTIONS-TESTS CLASSIQUES, AVANT D'ETRE APPLIQUEES A DES PROBLEME D'OPTIMISATION ISSUS SOIT DE L'ELECTROMAGNETISME SOIT DE LA MECANIQUE DES FLUIDES NUMERIQUES.
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Dans certaines entreprises, il peut être intéressant d'organiser le système de production en cellules ou îlots de fabrication. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire s'intéresse aux problèmes de regroupement de machines en îlots et en particulier à la contribution des méthodes évolutionnistes à ces problèmes. La recherche bibliographique que nous avons affectuée nous a permis de mettre en évidence plusieurs points importants qui ne sont pas suffisamment abordés dans la littérature. Nous nous sommes intéressé, en particulier, à la prise en compte certaines contraintes industrielles. Nous avons donc développé une approche évolutionniste basée sur une représentation spécfiique des solutions, permettant d'incorporer ces contraintes, ainsi que sur une technique arborescente de création de configurations respectant les contraintes. L'optimisation des configurations initialement créées suit ensuite les principes de l'évolution naturelle, grâce à des opérateurs (recombinaison et mutation) spécialement adaptés à la prise en compte des contraintes. Dans un deuxième temps, nous nous sommes attachés à traiter l'aspect multicritère du problème de formation d'îlots de fabrication. En effet, il s'agit souvent dans l'industrie de chercher une organisation offrant, sur plusieurs critères de performance, un bon compromis. Nous avons donc proposé deux approches multicritères, basées sur des techniques évolutionnistes, permettant de regrouper les machines en îlots. La première approche utilise une fonction objectif "factice". La deuxième approche incorpore une technique de tournoi basé sur la Pareto-dominance et le partage. Les performances des différentes approches proposées dans ce mémoire sont illustrées à l'aide de deux exemples : un cas créé de façon aléatoire mais dont on connaît l'optimum par construction va nous permettre de vérifier la convergence et un cas concret d'atelier de coutellerie va permettre de tester l'applicabilité sur des données réelles...
Author: Janine M. Benyus Publisher: Harper Collins ISBN: 0061958921 Category : Science Languages : en Pages : 324
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Repackaged with a new afterword, this "valuable and entertaining" (New York Times Book Review) book explores how scientists are adapting nature's best ideas to solve tough 21st century problems. Biomimicry is rapidly transforming life on earth. Biomimics study nature's most successful ideas over the past 3.5 million years, and adapt them for human use. The results are revolutionizing how materials are invented and how we compute, heal ourselves, repair the environment, and feed the world. Janine Benyus takes readers into the lab and in the field with maverick thinkers as they: discover miracle drugs by watching what chimps eat when they're sick; learn how to create by watching spiders weave fibers; harness energy by examining how a leaf converts sunlight into fuel in trillionths of a second; and many more examples. Composed of stories of vision and invention, personalities and pipe dreams, Biomimicry is must reading for anyone interested in the shape of our future.
Author: Ulrich Flogel Publisher: CRC Press ISBN: 9814745324 Category : Medical Languages : en Pages : 462
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Over the past decade, fluorine (19F) magnetic resonance imaging (MRI) has garnered significant scientific interest in the biomedical research community owing to the unique properties of fluorinated materials and the 19F nucleus. Fluorine has an intrinsically sensitive nucleus for MRI. There is negligible endogenous 19F in the body and thus there is no background signal. Fluorine-containing compounds are ideal tracer labels for a wide variety of MRI applications. Moreover, the chemical shift and nuclear relaxation rate can be made responsive to physiology via creative molecular design. This book is an interdisciplinary compendium that details cutting-edge science and medical research in the emerging field of 19F MRI. Edited by Ulrich Flögel and Eric Ahrens, two prominent MRI researchers, this book will appeal to investigators involved in MRI, biomedicine, immunology, pharmacology, probe chemistry, and imaging physics.
Author: Itzhak Benenson Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 9780470843499 Category : Science Languages : en Pages : 320
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Geosimulation is hailed as ‘the next big thing’ in geographic modelling for urban studies. This book presents readers with an overview of this new and innovative field by introducing the spatial modelling environment and describing the latest research and development using cellular automata and multi-agent systems. Extensive case studies and working code is available from an associated website which demonstrate the technicalities of geosimulation, and provide readers with the tools to carry out their own modelling and testing. The first book to treat urban geosimulation explicitly, integrating socio-economic and environmental modelling approaches Provides the reader with a sound theoretical base in the science of geosimulation as well as applied material on the construction of geosimulation models Cross-references to an author-maintained associated website with downloadable working code for readers to apply the models presented in the book Visit the Author's Website for further information on Geosimulation, Geographic Automata Systems and Geographic Automata Software http://www.geosimulationbook.com
Author: Abderrahmane Bensmaïne
Author: Abderrahmane Bensmaïne
Author: Qing Xia
Author: Arnaud Zinflou
Author: Hichem Haddou Benderbal
Author: MOURAD.. SEFRIOUI
Author: Marie-France Plaquin
Author: Janine M. Benyus
Author: Carlos Agon
Author: Ulrich Flogel
Author: Itzhak Benenson